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腸内細菌回復メカニズム:多変量解析を用いた攪乱とプロバイオティクス投与の機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 19J14598
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分45040:生態学および環境学関連
研究機関京都大学

研究代表者

尾島 望美  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードBifidobacterium bifidum / Probiotics / Antibiotics / Gut microbiota / Dysbiosis / Gut microbiome / Vancomycin / Bifidobacteria
研究開始時の研究の概要

ヒトの腸内に生息する約100兆個の菌(腸内細菌)は、薬や食生活の変化などで頻繁に、かつ、継続的に攪乱を経験し、細菌叢の乱れ (ディスバイオシス) は肥満や炎症性腸疾患などの身体へ悪影響を及ぼすことが報告されている。先行研究ではビフィズス菌のようなプロバイオティクスなどの微生物投与がディスバイオシスからの回復に効果的であると報告されている。しかし、回復のメカニズムを解明する研究は少ない。
本研究ではマウスを用いて、様々な抗生物質を与えディスバイオシスを引き起こし、ビフィズス菌などのプロバイオティックスを与え、腸内細菌叢の回復と宿主への長期的な影響、及び回復メカニズムを解明すべく、研究を行う。

研究実績の概要

ヒトの腸内細菌叢は、ヒトの健康に大きな影響を及ぼすことが近年明らかとなっている。しかし、腸内細菌叢は薬の服用(特に抗生剤)などで頻繁に、かつ継続的に攪乱を経験し、細菌叢の乱れ(ディスバイオシス)は肥満や炎症性腸疾患などの身体への悪影響を及ぼすことが報告されている。近年では、抗生物質によるディスバイオシスの治療の一環としてプロバイオティクスが使われているが、実際の効果については未解明な点が多い。
本研究ではマウスを用いて、ディスバイオシス後の回復においてのプロバイオティクスの効果を検証した。3種類の抗生剤を使用し、プロバイオティクスとしてはBifidobacterium bifidum JCM 1254 を使用した。抗生物質投与後、いずれかの回復処置を行った:1)プロバイオティクス投与(B. bifidum); 2) 健康なマウスからの糞便移植(FT); 3) 自然回復(Natural Recovery)。各週、菌叢解析のため、糞便サンプルを回収した。回収した糞便サンプルからゲノムを抽出し、NGSを用いた16S rRNA 解析で菌叢解析を行った。腸内細菌叢のα多様性を評価し、回復を評価するためには、Bray-Curtis Index of Dissimilarity を使用した。宿主の健康状態を評価するためには、体重と盲腸の重さを測り、また腸管組織の炎症系遺伝子の発現をqPCR で測定した。
結果として、腸内細菌叢のレスポンスは、抗生物質の種類で大きくことなることが明らかとなった。特に一回目のVancomycin 投与ではProteus属細菌など、Proteobacteria 門に属する炎症系の菌の上昇がみられた。また、Vancomycin 投与によって、盲腸は肥大化し、コントロールと比べて2 倍の重さになったが、プロバイオティクス投与によって盲腸の肥大化や炎症が抑制された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Bifidobacterium bifidum Suppresses Gut Inflammation Caused by Repeated Antibiotic Disturbance Without Recovering Gut Microbiome Diversity in Mice2020

    • 著者名/発表者名
      M. N. Ojima, A. Gotoh, H. Takada, T. Odamaki, J. Xiao, T. Katoh, T. Katayama
    • 雑誌名

      Front Microbiol .

      巻: 18;11 ページ: 1349-1349

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.01349

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enzymatic Adaptation of Bifidobacterium bifidum to Host Glycans, Viewed from Glycoside Hydrolyases and Carbohydrate-Binding Modules2020

    • 著者名/発表者名
      Katoh Toshihiko、Ojima Miriam N.、Sakanaka Mikiyasu、Ashida Hisashi、Gotoh Aina、Katayama Takane
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 8 号: 4 ページ: 481-481

    • DOI

      10.3390/microorganisms8040481

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 乳児腸管におけるビフィズスフローラ形成には母乳オリゴ糖分解物のクロスフィーディングが関与する?2019

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Katoh, Aina Gotoh, M.Nozomi Ojima, Takane Katayama
    • 雑誌名

      ミルクサイエンス

      巻: 68 号: 2 ページ: 117-123

    • DOI

      10.11465/milk.68.117

    • NAID

      130007689205

    • ISSN
      1343-0289, 2188-0700
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minority species influences microbiota formation: the role of Bifidobacterium with extracellular glycosidases in bifidus flora formation in breastfed infant guts2019

    • 著者名/発表者名
      Gotoh Aina、Ojima Miriam Nozomi、Katayama Takane
    • 雑誌名

      Microbial Biotechnology

      巻: 12 号: 2 ページ: 259-264

    • DOI

      10.1111/1751-7915.13366

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The Role of Priority Effects in the Formation of Bifidobacterial Communities2020

    • 著者名/発表者名
      Ojima Miriam Nozomi、 Katoh Toshihiko、 Katayama Takane、 Jiang Lin
    • 学会等名
      ASM Microbe 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probiotic Bifidobacterium bifidum alters the gut microbiome after repeated antibiotic disturbance but contributes to the recovery of host health2019

    • 著者名/発表者名
      M. Nozomi Ojima, Aina Gotoh, Hiromi Takada, Toshihiko Katoh, Takane Katayama
    • 学会等名
      ASM Microbe 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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